チュートリアル

Towhee
単成分気液平衡GEMC
V11.6.0
2023年10月2日

株式会社クロスアビリティ

Copyright 2008-2024 X-Ability Co., Ltd.

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本書について•本書はWinmostar V11の使用例を示すチュートリアルです。

•初めてWinmostar V11をお使いになる方はビギナーズマニュアルを参照してください。

•各機能の詳細を調べたい方はユーザマニュアルを参照してください。

•

本書の内容の実習を希望される方は、講習会を受講ください。
– Winmostar導入講習会：基礎編チュートリアルの操作方法のみ紹介します。
– Winmostar基礎講習会：理論的な背景、結果の解釈の解説、基礎編チュートリアルの操作方法、基礎編以外のチュートリアルの一部の操作方法を紹介します。
– 個別講習会：ご希望に応じて講習内容を自由にカスタマイズして頂けます。

•

本書の内容通りに操作が進まない場合は、まずよくある質問を参照してください。

•

よくある質問で解決しない場合は、情報の蓄積・管理のため、お問合せフォームに、不具合の再現方法とその時に生成されたファイルを添付しご連絡ください。

•本書の著作権は株式会社クロスアビリティが有します。株式会社クロスアビリティの許諾な
く、いかなる形態での内容のコピー、複製を禁じます。
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概要
•

本チュートリアルの実施にはWinmostar V11プロフェッショナル版エリートが必要です。

•水分子(SPC/E)の気液平衡のギブスアンサンブルモンテカルロ（GEMC）法計算を実施し、気液平衡密度、蒸気圧の算出を行います。

注意：•GEMCではギブスの相律に基づいて適切に成分数と指定する示量変数の数を設定する必要があります。本書の方法では単成分系にのみ適用できます。
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動作環境設定•

本機能を用いるためには、Cygwinのセットアップが必要です。

•

https://winmostar.com/jp/installation/インストール方法のCygwinの設定手順に従いセットアップします。

こちら•

デフォルトではC:¥直下にインストールされますが、Winmostarの環境設定の「プログラムパス」＞「Cygwin」を変更することで任意の場所にインストール可能です。

こちら
こちら
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Winmostar V11の動作モード
V11にはプロジェクトモードとファイルモードの2つの動作モードが用意されています。
本書ではプロジェクトモードでの操作方法を解説します。

プロジェクトモード V11新機能
ユーザは個々のファイルを意識することなくジョブを管理できます。
基本的にこのモードを推奨します。
ファイルモード
ユーザは個々のファイルを明示的に作成、管理します。操作方法はV10以前と一緒です。

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I. 系のモデリング ①液相の作成
1. Winmostarを起動し、新規プロジェクト（3次元構造を入力）をクリックします。 （すでに起動している場合は先にファイル｜閉じるをクリックします。）
2. プロジェクト名に「water_gemc」と入力し保存をクリックします。

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I. 系のモデリング ①液相の作成
初期構造の作成方法の詳細は分子モデリング有機分子編チュートリアルを参照してください。
ここでは内部に登録されている水分子の構造を用います。

1.

溶媒を配置/セルを構築ボタンをクリックします。

2. Add Waterボタンをクリックし、出現したダイアログで「300」と入力しOKボタンをクリックします。
3. Set Densityに「0.9」と入力しBuildをクリックします。「系の作成に成功しました」と表示されたらOKをクリックします。

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I. 系のモデリング ②気相の作成
1. ツール｜アニメーション｜アニメーションに切り替えをクリックし、「Are you sure youwant to switch to animation?...」と表示されたらはいをクリックします。
2. ツール｜アニメーション｜フレームを追加をクリックし「Appended a new frame」と表示されたらOKをクリックします。
3. 分子表示エリア右上およびアニメーション操作エリアのFrameで「2/2」と表示されている（2番目のフレームが選ばれている）のを確認します。

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I. 系のモデリング ②気相の作成
1.

溶媒を配置/セルを構築ボタンをクリックします。

2. Add Waterボタンをクリックし、出現したダイアログで「1」と入力しOKボタンをクリックします。
3. Set Densityに「0.001」と入力しBuildをクリックします。「系の作成に成功しました」と表示されたらOKをクリックします。

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II. 計算の実行 ①力場の割り当て
1. ツールバーのソルバからTowheeを選択します。
2.

(ワークフロー設定) をクリックします。

3. 「 Do you want to configure for GCMC or Gibbs ensemble for first and secondframes?」と表示されたらはいをクリックします。
4. 力場を割り当てウインドウが開いたら、(一般)で「Dreiding」を選択し、右下のOKをクリックします。黒いターミナルウインドウが数秒間出現し、処理に成功すると「力場が設定されました」と表示されるのでOKをクリックします。
–

本書の計算ではH2Oしか計算しないので実際には(一般)の選択肢は効果をなさないが、V11.6.0時点ではDreiding, UFFしかサポートされていないためDreidingを選択

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II. 計算の実行 ②平衡化計算
1. Presetで「GEMC-NVT Equilibration」を選択し、1st、2nd、3rd、4th job全てについて、Temperatureを「498」に変更し、Calc as Rigidにチェックを入れ、Precisionを「Low」に変更します。
2. OKをクリックし、ジョブの設定ウィンドウで適宜設定した後実行をクリックします。

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II. 計算の実行 ③本計算
1. work1_TWH_NVTからwork4_TWH_NVTまでの4つの作業フォルダの状態がENDまたはEND(-)に変化したら、再び（ワークフロー設定）をクリックします。
2. 「継続ジョブを実行しますか？…」と表示されたらはいをクリックします。
3. work4_TWH_NVTを選択しOKをクリックします。
4. Presetで「GEMC-NVT Production」を選択し、Temperatureを「498」に変更し、Calc
as Rigidにチェックを入れ、# of stepsを「50000」に変更します。
5. OKをクリックし、ジョブの設定ウィンドウで適宜設定した後実行をクリックします。

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II. 結果解析
1. work5_TWHLMP_NVT の 作 業 フ ォ ル ダ の 状 態 が END ま た は END(-) に 変 化 し た ら 、「work5_TWH_NVT」をクリックします。
2. アクションでCoordinate(1) (Initial)、Coordinate(1) (Final)またはAnimation(1)をクリックすると、1相目（液相）の始状態、終状態、アニメーションを確認できます。同様にCoordinate(2) (Initial)、Coordinate(2) (Final)またはAnimation(2)をクリックすると、2相目（気相）の始状態、終状態、アニメーションを確認できます。
3. アクションでEnergy plotをクリックすると、各項目の変化を可視化できます。Calc Aveボ
タンをクリックすると各項目の平均値と標準誤差を取得できます。液相の平衡密度は「Box: 1Specific density」、気相の平衡密度は「Box: 2 Specific density」、蒸気圧は「Box: 1 (または2) Virial Pressure」で確認することができます。

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最後に•

各機能の詳細を調べたい方はユーザマニュアルを参照してください。

ユーザマニュアル

Winmostar 講習会の風景•

本書の内容の実習を希望される方は 、Winmostar導入講習会、Winmostar基礎講習会 、または個別講習会の受講をご検討ください。（詳細はP.2）•

本書の内容通りに操作が進まない場合は、まずよくある質問を参照してください。

•

よくある質問で解決しない場合は、情報の蓄積・管理のため、お問合せフォームに、不具合の再現方法とその時に生成されたファイルを添付しご連絡ください。
以上
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